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关键词:电子银行 制约因素 对策
近年来,电子银行逐渐兴起,极大的丰富了人们的理财手段。所谓的电子银行是科技和金融创新相结合的产物,是银行等金融机构通过向公众开放的通信网络,以银行特定的自助服务设施或者客户建立的专用网络,向客户提供专门的网络金融服务。电子银行互联网和电话业务,互联网业务就是通过计算机设备和互联网进行网上办理相应银行业务;电话业务则是指通过电话以及电信网络和声讯设备进行业务办理,利用无线网络和手机等开展手机银行服务。此外,电子银行还可以通过其他的应用电子设备和网络,向客户提供自助式的金融交易业务,例如银行自助终端、ATM、POS等。随着现代信息技术的不断发展和应用,电子商务快速兴起,我国电子银行经过近十年的发展,已经取得显著的成果。但是,随着我国社会主义市场经济体制的不断完善,银行等金融机构面临的市场竞争越来越激烈,尤其是在电子化告诉发展的今天,电子银行的发展面临着巨大的挑战,电子银行的发展面临众多挑战,医院在开展电子银行业务时,应该正确分析现阶段我国电子银行发展存在的风险,并制定自己相关的发展对策。
一、当前医院开展电子银行业务困境分析
(一)银行业普遍存在风险意识薄弱的问题
安全因素是任何银行开展电子银行业务都必须首先考虑的重要问题,对于银行和用户来说,资金的安全都是最为关键的。但是随着计算机和信息技术的不断发展,网络安全问题带给银行很多新型的商业风险,例如,电子信息的无纸化和开放性等,都严重的威胁着电子银行业务开展过程中的安全。虽然现在很多的银行都已经组建专业的团队来进行安全防御,但是网络黑客事件等仍然时有发生,银行为例防止这些犯罪事件的发生,往往采取限制交易额和使用安全证书。由于限制了交易额,满足不了一些大客户的需求,导致客户的损失;安全证书的使用,需要用户自行购买数字证书,这部分费用有些用户并不愿意承担,而且证书的升级和换代比较繁琐,使客户产生了抵触的心理。① 医院在开展电子隐含业务时,由于银行本身的风险管理存在漏洞,安全性是医院应该考虑的关键因素。
(二)银行目标客户群识别模糊,不能有效实现市场定位
目前,我国大多数银行的客户群识别模糊,各大银行的中、高、低客户的比例相差巨大,一般以低端客户为主,资源结构配置不合理。因此,在开展电子银行业务时,就必须要考虑产品的消费群的问题。但是,我国的各个银行在对电子产品进行市场定位时,往往存在畏难的心理,过分的关注大中型客户,忽视了小客户的存在,导致对消费群体的定位不准确。此外,在电子银行的宣传上,存在很多投机的行为,导致电子产品不能被市场充分的认知,客户对电子银行业务的了解不够,自然不会进行认购。因此,在医院进行电子银行业务办理时,往往找不到适合自己的产品,不能适应医院开展财务管理的要求。
(三)银行信用体系落后,制约电子银行的发展
我国信用缺失一直是制约电子银行发展的瓶颈。与西方国家相比,我国的信用体系才刚刚的起步,国民的信用意识比较差。当前,电子银行的网上支付系统缺少有效的共享机制,企业和个人的信用记录不完善。很多的企业不愿意采用信用结算的方式,而是偏好于现金交易、物物交易等原始的方式,究其深层次的原因,就是因为我国信用体系的不健全,海关、税务等部门的电子支付体系建设不能与银行的电子化同步,阻碍了电子银行的发展。因此,医院在开展电子银行业务时,往往不能与税务等部门挂钩,办理相关业务时有不便。
二、医院发展电子银行业务的路径选择
(一)加强安全监管,关注银行风险防范能力提高
医院在发展电子银行业务时,应该从自身出发,分析自身的实际情况,切实提高风险防范的意识和能力。根据电子银行的特征,制定出符合其业务要求的风险管理策略,实现对电子银行相关业务的有效监控和管理。首先,应该加强安全监控,通过对网络进行实时监控,阻止因为银行服务器遭受恶意的网络攻击,防止黑客等入侵给医院造成的损害,保护医院内部网络的安全性;其次,应该完善电子银行的网络通讯,电子银行一般采用大型的多种通信媒体,是基于互联网协议进行构建的,具有复杂、多变的特点。因此,医院财务管理部门必须采用综合性的网络智能管理系统,实现网络服务管理的一体化,保证在某一个协议遭受攻击的时候其他协议的安全,避免大规模网络的瘫痪。②
(二)选择合适的产品
我国电子银行的产品定位不准确,产品单一但是,随着银行加强产品开发,完善产品品种,满足多层次消费者的需求,争取实现产品的开发、销售以及服务的一体化。医院应该对银行开发的电子银行业务进行科学的分析对比,综合考虑自身实际财务工作需要,选择合适的电子银行业务,实现医院财务管理工作的有效开展。
三、结束语
随着电子银行的兴起,各大银行都纷纷开展电子化服务,医院也开始尝试办理电子银行业务。但是,当前我国电子银行的风险意识薄弱,信用体系不完善,产品单一,客户识别不清,这给医院开展电子银行业务带来很多问题。因此,医院必须加强风险防范意识和手段,选择适合自己的电子银行业务,有效的提高医院的财务管理工作效率。
参考文献:
摘要:现阶段,电力电子系统逐渐被应用到电气控制领域,使电气控制水平得到飞速发展。本文对电力电子技术本身的发展情况进行简单分析,提出电力电子系统在控制技术中的应用方式和应用建议,以期为我国相关领域的发展提供有力参考。
关键词:电力电子系统;控制技术;应用策略
电力电子技术作为现代科技高速发展下的产物,推动着电力系统的发展,将现代化的电子技术与电力行业紧密结合,对现代电力行业当中的新技术的应用和开发产生直接影响,更与人民群众的日常生活、社会的和谐稳定息息相关。
一、电力电子技术发展情况分析
(一)电力电子技术对电气控制技术的重要价值。现阶段,电力电子技术在电力系统中的应用范围不断扩大、应用水平也在逐渐提升,电力转化与可控系统当中的电子构件,能够有效提升电力系统工作质量与工作效率。同时,电力电子技术对于整个电器控制领域而言,也具有着直观决定的重要地位。电工原理、现代电子学以及智能化、自动化的控制技术,相互依托、相互作用的背景下,共同构成了先进的电力电子系统。这种系统能够有效控制各种各样的电气设施,精准检验电气系统当中海量的数据信息,在发生问题或故障的过程中,实现自动化的实时报警。并且,将电力电子技术应用于电气控制当中,还能达到对设备运行状态的动态化监督管理,大幅提升电气控制的整体质量。(二)电力电子技术发展情况分析。随着人类科技水平的不断提升,电力电子技术逐渐走进现代人视野,也成为相关学术领域重要研究课题。电力电子技术自诞生以来,大致经历了两个发展时期,即电子构件制造时期和将电力电子技术应用于电路当中的时期。在技术水平的不断推动下,电子构件制造与电路当中的有效应用均得以快速发展。在电子构件方面,具体分为三个主要阶段,即不可控、半可控以及全可控。现阶段,电力电子技术在电气控制中的应用不断深化,逐渐实现全自动,甚至智能化的控制。
二、电力电子系统在控制技术中的应用策略
电力电子技术在控制技术当中的使用,表现在以下几个主要方面,包括在电路保护中的应用、在开关控制中的应用等等。为高质量提升电力系统的稳定性和可靠性,我们可以充分利用电力电子系统对电路实施精准控制,也可以利用电力电子系统掌握电气设备各个构件的运转状态。(一)开关控制设备的运用。在电力系统复杂程度、功能性不断提升的作用下,其电磁兼容水平需求也在随之增加,对电力设备质量提出更高要求。传统模式下的电气系统,为达到节省空间的目的,普遍选择常规开关对变压器实控制。虽然这种方式能够有效提升空间利用率,然而其本身也会对电气系统造成一定程度的电磁干扰,不利于设备的正常使用。为解决电磁干扰问题,降低噪声现象,可以将电力电子系统为核心的软开关应用其中,在提升电气设备可靠性与稳定性的同时,进一步实现电气控制的科学化发展。(二)电路保护设备的应用。电路保护设备作为电气系统中的重要组成部分,对整个电气系统的正常运行产生直接影响。当电力电子电路出现问题期间,电路保护设备能够对其产生有效的保护作用,及时作出与之相应的保护措施。现阶段,常见的电路保护设备包括高效熔断器、继电器等等。然而,随着电子领域技术水平的不断提升,电力电子构件逐渐向更加轻便、小巧的方向发展,同时其功率也变得越来越大。因此,传统电路保护设备已经难以满足当下日益提升的要求。将电力电子系统应用于电路保护设备当中,有效结合电路检验设备相关信息,在检验到电路电流期间,能够快速完断电保护,大幅提升保护工作的质量和及时性。(三)静态无功设备的应用。随着我国经济社会的不断发展,人民群众的用电需求不断增加,对电网功率要求提出巨大挑战。主要表现在电网当中功率变化频率的提高,对电网可靠性、稳定性产生一定程度的负面影响,使电路当中的低频振荡难以控制。然而,将以电力电子技术为核心的静态无功补偿设备应用其中,能够大幅增加电力系统负荷水平,减少功率损耗,实现电路电压有效控制,全面提升电力系统的工作质量。(四)高压直流送电的应用。传统电厂送电类型普遍以交流电为主,然而在交流电的送电过程当中,会出现较为严重的电能消耗,与国家可持续发展战略、生态发展战略不符,并且不利于有效控制的实现。鉴于此,现代电厂通过高水平的直流送电技术,将交流电有效转化为直流电,实现超远程、高电压送电。然后,直流电在经过超远距离输送后,抵达变电站。通过变电站中相关设备的处理,再使直流电转化为交流电,为人民群众的用电提供坚实保障。
三、结语
综上所述,电力电子系统作为处理电力变换的新兴科学技术,能够有效实现电力功率的转化,其应用范围、应用领域不断扩大,成为影响这个电气行业发展的关键内容。虽然,现阶段电力电子系统的应用水平得到良好发展,其应用成果极为突出,但是其对其的应用仍然存在巨大研究空间。相关领域需要建立科学发展观,在完善现有应用方式的基础上,对其应用范围、应用质量进行不断探索。
参考文献
[1]刘进军.电能系统未来发展趋势及其对电力电子相关技术的挑战[j].南方电网技术,2016(3):78-81.
关键词:电力电子;智能电网;电能质量
尤其是近几年,我们国家额科学技术飞速的发展,使得我们国家的智能电网建设速度以及规模越来越增加,这样才能够有效的满足人们对电能越来越多、越来越高的需要。先进的电力电子技术在整个电力行业当中属于比较新兴的一种技术,在电力交换方面可以更好的进行运用。因为采用这一技术可以大大的提升电能的利用率,因此,当今阶段这一技术已经在很多个行业当中有了非常广泛得应用。所以,相关的工作人员一定要对先进的电力电子技术深入的进行研究,这样就能够在后期智能电网进行建设的时候有效的进行应用这一技术。
1先进电力电子技术在智能电网中的运用意义
对先进的电力电子技术进行应用,不但可以使电网的反应能力有非常大的提升,并且还可以使得电网的电能质量以及输配电的能力有非常大的提高。在当今阶段,我们国家的电网架构还比较薄弱,在对于输配电方面还要不断的进行完善。先进的电力电子技术对系统的调控能够进行实现,并且也能够对电网潮流的分配有效的进行调节,因此,可以使电网始终保持在一个比较安全的运行环境当中。对可再生能源进行应用的过程当中,运用先进的电力电子技术能够更加有效的实现对可再生能源的发电控制以及有效的调度,并切也能够使得这些能源进行大规模以及分布式的接入,为能源的利用打下坚实的基础。在对电能质量进行管理的过程当中,运用先进的电力电子技术能够有效的强化用户与供电方之间的交互关系,更好的实现电网电能的质量大大的提高,从而得到质量更好、更稳定的电能供应。另外,在节能减排上运用先进的电力电子技术可以使得当今阶段的输电线路实际的输送能力大大的提升。
2我们国家的智能电网实际的发展情况
智能电网指的就是智能化的电网,这是比较新型的一种电网,可以非常有效的提升效率,对能源的浪费大大的降低,并且对于电能的损耗也比较小,更好的保障了用电的安全等。随着经济快速的发展,也使得智能电网的应用范围更加的广泛,虽然美国的智能电网已经非常的成熟,但是,还是无法有效的满足我们国家实际的需求;虽然,我们国家的智能电网还处在前期发展的阶段,但是,在整个智能电网领域当中已经取得了非常好的效果。
3先进电力电子技术在智能电网中的应用
3.1在智能电网发电环节中的应用
怎么才能给在飞速发展的阶段当中有效的实现能源的持续性的利用,这是现阶段我们主要面临的一个问题。在智能电网当中,应当广泛的应用先进的电力电子技术,这样就能够比较有效的缓解能源缺乏的问题,更好的节省了能源,并且对环境也起到了非常好的保护作用。在智能电网进行发电的过程当中,应用先进的电力电子技术说就是利用先进的技术以及风能水能等一些能够再生的资源进行发电。比如:利用风能进行发电的过程当中,就应当把电机组当中的电子利用先进的技术有效的结合到电网当中,这样才可以更好的进行变速操作。
3.2风能、光电能、存储混合的应用
风能以及光电能是能够再生的能源并且也是最为清洁的能源,在进行绿色建设的过程当中非常的关键,这也是后期资源利用主要的发展方向,可以有效的满足社会的需求。可是,因为风能以及光电能不是特别的稳定,所以,实际在进行应用的过程当中,必须要重视协调生产电力与负载之间存在的关系。而实际在进行应用的过程当中,一定要利用大功率的变换器对电力系统进行连接,这样才能够有效的实现能量的转化。
3.3在智能电网输电环节中的应用
在电能在进行输电的过程当中会包含很多相关的技术参数,主要都有:高压直流输电以及柔性直流输电等等,应用先进的电力电子技术可以更好的确保直流输电的输电更加的稳定。在对先进的电力电子技术与电力系统进行结合的过程当中,一定要按照实际的情况来对电力系统进行控制。
3.4在智能电网变电环节中的应用
尤其是近些年来,变电站由传统的模式向着数字化以及信息化的方向快速的发展,这主要起到作用的就是广泛的应用了电力电子技术,变电站的未来的发展方向就是通过交流平台有效的实现信息的共享。对变电站的数字化不断的进行改善,才能给有效的实现变电站电网的智能化以及信息化。所以,后期的智能化电网不仅是对数字的采集,而利用先进的电力电子技术对数字深入的进行分析。
3.5在智能电网用电环节中的应用
在当今阶段,市场当中的竞争主要就是用户之间的互动情况,这也是智能电网当中在用电的环节主要的一个目标,在这一环节当中应用先进的电力电子技术,能够有效的满足供电方与用电方的信息需求,更加有效的确保用户对电力的需要。
3.6在智能电网配电环节中的应用
我们必须要确保用户对电能质量的实际需要,把先进的电力电子技术与自动化的技术有效的进行结合,对配电的过程严格的进行监管,为需要的用户提供基础的技术支持,确保用户对于电力实际的需求。配电过程当中出现问题的时候,一定要及时的进行处理。
4结束语
总而言之,先进的电力电子技术能够对电网有效的进行强化,更好的确保电网供电的安全性以及稳定性,还能更好的帮助电力企业有效的提升节能减排的技术,使得资源更加有效的得到利用。
参考文献
[1]周海波.电力电子技术在智能电网中的应用研究[J].电子制作,2014(16):231-232.
[2]臧春艳,裴振江,苟锐锋等.智能电网与现代电力电子技术[J].电气应用,2016(13):50-53,58.
Analysis of Modern Power Electronics Teaching
KAN Xiu, LI Yuanyuan, LIANG Jianru, LUO Xiao, CHEN Xiaolong
(College of Electronic and Electrical Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620)
Abstract Modern power electronics is an effective bridge between 'force electricity' and 'weak electricity '. According to the construction of automation and automotive electronics and other majors' requirements, Modern power electronics has become the required course. Firstly, the common problems have been analyzed in the teaching process of modern power electronics. Then, the improved methods have also been discussed for modern power electronics teaching.
Key words modern power electronics; teaching; experiment
1 目前教学中存在的问题
1.1 任务重课时少
以我校自动化专业为例,现代电力电子学作为专业基础必修课一般安排48学时(包括课内实验4学时),教学重点包括电力电子器件和四大变换电路,如何在并不充裕的教学时间内完成教学内容并兼顾教学艺术与专业发展,已然成为摆在大多数授课教师面前的现实课题。
1.2 内容多信息大
由于教学任务繁重,且很多老师本身并不熟悉现代电力电子学在所授专业中定位与应用,造成授课过程中很难抓住专业要求合理安排教学内容,而是采用多媒体通篇教学的方法,课堂信息量过大、知识点零散,学生往往抓不住重点、不堪负重也就很难跟上授课教师的节奏,学习效果大打折扣,教学质量可想而知。
1.3 基础弱兴趣低
现代电力电子学的先修课程包括微积分、电路、数电和模电等,而这些课程(包括现代电力电子)所涉及的均为枯燥繁琐的理论知识,加之学时的限制,学生往往对这些先修知识的掌握程度达不到现代电力电子学学习的要求,这也无形中增加了学生对课程学习的抵触情绪,为课程的教学增加了很多难度。
1.4 强灌输少动脑
由于种种条件的限制,目前大多数高校采用多媒体大班式授课,教学方式生硬且单一,学生多被动接受知识,很少会积极主动学习。另外,课内实验本是检验学生对所学知识掌握的关键,也因为学生在实验时只是按照“过于详尽”的实验指导书,简单连线加上抄写数据与波形而顺利完成,使得实验的目的与意义尽失。
2 教学方式方法的探讨
2.1 立足专业完善方案
现代电力电子学虽被大多数工科专业选作修读课程,但是每个专业都有自己的方向需求,做到根据专业所需、参考企业所求、摸清未来发展,将专业、行业与学业有机结合起来,制订适应学科发展、行业需求的合理教学方案,做到把知识、技术与能力培养有效整合,建立起学生对学习内容和行业发展的直观认识,调动学生的主观能动性,使其挖掘自身所长,从自身兴趣出发完成课程的认识和学习,同时掌握理论知识和应用技术,才能成为真正的专业人才。
2.2 条理清晰提高效率
教师要根据教学方案合理安排授课内容,注意条理性并突出重难点,明确各内容板块的教学顺序,以便学生能相对轻松地跟上教师的授课节奏,清楚地理解并掌握所学知识。教学过程中时刻注意学生的反应,尽量做到换位思考,多从学生的角度去分析教学过程,在问题释义难点分析时,注意给学生尽量创造一个可自由发挥和想象的空间,充分提高课堂教学的效率。并注意在每节课中将上节课的典型问题、作业难点和学生建议反馈给课堂,解决问题的同时也加深了学生的理解。
2.3 加强实践培养创新
对于以培养技术型人才的工科院校来讲,在教学过程中完成对学生实践能力和创新能力的培养成为其重要任务之一。实验教学正是提高学生动手实践与动脑创新的主要途径,而课内实验由于其自身的特点,要求学生在掌握必要的基础知识的同时,理解实验目的、实验原理、实验方法和实验步骤,正确完成实验仪器使用、实验数据分析和实验报告撰写等一系列工作,让学生们在实验过程中理解书本知识验证所学内容。鼓励学生在实验过程中提出问题解决问题,激发学生内在的学习欲望,全面锻炼学生的学习能力、创新能力和实践能力,促进学生的多方面协调发展。
2.4 优化方法灵活教学 (下转第96页)(上接第94页)
在现代电力电子的教学过程中,大多数教师沿用了理论教学的传统教学方式,即板书为主和PPT播放辅助,而我们知道现代电力电子其实是一门应用性很强的学科,教学过程中不宜只重视理论推导,而忽略实际应用。教师应多从实际情境出发,引出教学内容的同时,激起学生的兴趣,更能形象地说明所学知识的应用背景。且在授课过程中注意板书强调重点的同时,也可以穿插图片、动画和视频等教学手段,以便学生对难点知识能够更为生动直观地理解和接受。注意师生互动,提问学生的同时也允许学生提问,加强学生的课堂参与性,时时掌控课堂气氛。
2.5 加强交流突出团队
一门课程的教学想要得到真正的发展,单靠授课教师个人的力量是很难走远的,只有发挥团队的力量,协作分工群策群力才能做到真正的不断向前。团队内教师互相交流、互相听课和互相帮助,从教学方案、教学内容、教学方法和教学分析几个方面共同探讨,以期发挥每个教师的潜力,促进课程教学水平的提高,并应特别注重对青年教师的教学指导,利用现有资源帮助他们快速走上讲台,为学科的快速发展打牢每一步基础。并根据专业特点和学科发展需要,利用团队优势打造符合自身特质的精品课程。
3 结束语
现代电力电子学是电力、电子和控制技术的融合,更是理论知识与工程实践相结合的典范。通过现代电力电子学的学习,可以使学生能够理解控制电路结构与原理,清楚电力电子器件及其性能,掌握电能转换的原理与技术,为学生完成后续的课程学习和未来发展打下坚实的基础。
关键词:电力电子技术;教学改革;仿真
作者简介:李林琳(1977-),女,辽宁沈阳人,长春工程学院电气与信息工程学院,配电自动化吉林省高校工程研究中心,讲师;邢顺涛(1976-),男,吉林延吉人,长春工程学院电气与信息工程学院,讲师。(吉林 长春 130012)
基金项目:本文系2011年长春工程学院教学研究课题的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)03-0064-02
“电力电子技术”是电气工程及其自动化专业的专业基础课程,在人才培养方案和课程体系中起着至关重要的作用。通过“电力电子技术”课程的学习,使学生掌握电力变换的基本理论知识,为后续专业课程打下坚实的理论基础。本课程来源于工程实践,理论与实践并重,因此,本课程将实践贯穿始终,具有层次性和互补性。通过理论教学、实践锻炼、MATLAB仿真等教学活动,有助于提高学生理论联系实际和应用创新的能力。
一、“电力电子技术”课程教学改革的必要性
目前“电力电子技术”的教学仍然停留在传统的教学模式上,即在课程教学中依照教材的内容和顺序讲述各种电力变换原理。[1]这种传统的教学模式存在以下弊病:第一,传统的教学思想重视学生对书本知识的掌握程度,忽视学生的素质教育,忽视学生应用创新能力的培养;第二,传统的教学形式方法单一,课堂上教师讲授课程,学生只是被动参与,这样很难激发学生的学习兴趣;第三,由于现行教材不能很好地体现电力电子技术的应用和发展,且教材中讲授的理论都只集中在技术层次,而忽略了现场应用的实际因素。因此现有的教学存在与实际脱节的情况,从事电力系统及相关行业工作的学生走上工作岗位后,还需投入大量的时间去了解电力电子技术的新原理和在电力系统中的应用,以及电力变换对电力系统的影响。
本文主要是针对长春工程学院(以下简称“我校”)电气自动化专业的“卓越工程师培养计划”,在“电力电子技术”课程教学中探索科学合理的教学方法,加强实践教学工程针对性,培养学生创新思维,提高学生理论联系实际的能力,为成就未来的“卓越工程师”奠定基础。
二、探索“电力电子技术”课程的教学方法
1.采用多媒体教学,增加教学的直观性
由于“电力电子技术”课程中有很多电力变换的原理需要画波形,受板书的限制,授课的信息量很有限,所以可将“电力电子技术”课程的有关内容制作成多媒体课件进行讲解。讲述时多媒体教学可与黑板手写教学同时进行,将多媒体教学和手写的重点、难点知识相结合,增强教学效果。
现在“电力电子技术”课程的多媒体课件有很多,但是这些课件普遍存在一个共同的缺点:课件制作过于简单,缺少动画和过程讲解,很多原理图都是直接出现,很多结论也是直接给出,这样对于刚刚接触电力电子的学生来说很生硬,很难提高学生的学习兴趣。对于“电力电子技术”课程的改革,首先从课件入手,重新制作课件,在课件中增加大量动画和工程实例。比如在讲授整流电路时,对于每一种整流变换的电路图结合工作原理都制作了动画。教师在上课时,讲到某一回路和器件时,该回路和器件都有明显的标注、声音和动画变换。这样,学生有更直观的视觉和听觉感受,加深对工作原理的理解。
2.引入问题教学法,激励学生自主学习
该方法是指采用互动学习的方式,在引出一个新的知识点时,教师首先将问题提出,让学生先进行充分讨论,通过问题来激发学生学习的自主性,然后由老师进行总结,得出一个正确的结论。例如,老师在课堂上给学生提出问题:如果三相桥式整流电路中,某一相触发电路的触发信号丢失,整流电路负载侧输出的波形会是什么样?先请学生阐述自己的观点,然后由老师理论讲解。教师还可以利用MATLAB程序,在课堂上演示,使学生加深对理论知识的理解。这种方法可以极大地激发学生的兴趣,使学生成为主动的学习者。问题式教学方法与国际教育相接轨,国外的教育跟注重人的培养,老师不会每天给学生留作业,通常会让学生准备课题,上课进行讨论。国际教育更需要学生自己主动学习,学习完全是自己的事,这样更好地培养学生的逻辑思维、语言表述和创新意识。
3.推进案例教学法,引领学生探究工程实践
“电力电子技术”的理论教学应与电力企业及日常生产、生活实例相结合。实例可根据教学内容穿插引入,课堂上引用的例子尽可能是学生日常接触过的或电力行业中的设备,这样学生会更感兴趣。相关章节举出相应实例,指出课本上的基本电路、基本原理是怎样运用的实际中去的。这样一方面能深刻地讲述教材上的基础知识,另一方面能扩大学生的专业应用能力,将会有更好的教学效果。例如,在讲完脉冲宽度调制技术(PWM)基本原理内容后,通过风力发电生产案例引入变频器。首先给出变频器的主电路及各部分参数要求,其次根据变频器的主电路图,结合理论课讲过的整流、逆变和PWM控制理论给出变频器的工作原理,最后可以利用MATLAB仿真软件给出逆变器各参数波形图。
同理,在讲授电力电子各部分基本知识的基础上,可以适时地引入电力企业生产实际案例,使学生对电力电子技术在电力系统中的应用和电力变换对电网稳定性和电能质量的提高、及电力电子新技术的发展对新能源、高压直流输电和柔流输电技术等的影响有所了解,以提高学生的理论知识和实践能力。
三、加强实践教学
“电力电子技术”是一门实践性很强的课程,实验实践环节占据十分重要的位置。通过“电力电子技术”课程实验、实习、教学仿真及学生的科技创新活动等活动,构成了螺旋上升式的实践教学体系,逐步提高学生的实践动手及应用创新能力。
1.课程实验
电力电子实验室实行开放式管理,开设近十个实验,教师教学中可根据需要从中选做5个的实验。每个实验每个班级分批、分组进行,每组最多不超2人,每次实验都由任课教师和一名电力电子实验室老师共同指导,这样教师可以对每组学生进行详细指导。通过课程实验,可以增加学生的感性认识,提高学生的动手能力,激发学生对所学知识的探索欲望,加深对理论知识的理解。
2.仿真教学
仿真实验模块主要是根据教学内容设计了相关的仿真实验内容,要求学生完成简单的电路设计,实现所要求的电路功能。为完成“卓越工程师培养计划”的目标,现将MATLAB仿真引入到电力电子技术的理论与实践教学中,培养学生分析解决问题的能力,在掌握基本理论知识的前提下,培养学生创新意识。
在对比目前比较流行的仿真软件后,发现MATLAB更适合电力电子仿真。用计算机仿真可以方便地进行不同器件、不同参数的比较,进行反复试验。MATLAB提供的仿真工具箱SIMULINK,是一个功能十分强大的仿真软件,可以根据用户的需要方便地为系统建立模型,并且十分直观,它的仿真精度很高,仿真结果准确。应用计算机仿真来研究电力电子技术,有利于提高研究效率,降低研发成本。
“电力电子技术”仿真所用到的电气、电子元件模型全部都包含在MATLAB元件库里面。在MATLAB提示符下键入Powerlib命令,这个命令将打开SIMULINK仿真窗口,同时显示出电力系统模块工具箱。电力系统仿真环境简称“psb”,它几乎提供了组成电力系统的所有元件。其中包括:同步机、异步机、变压器、直流机、线性和非线性模块、传输线路、断路器、负荷模型、电力半导体器件、控制元件、测量元件以及信号显示模块等等。
应用MATLAB软件,着重研究整流、逆变、斩波及变频等基本电路的仿真及其波形结果分析,验证课本中的基本原理。例如整流电路中,对不同的触发角、不同的负载时参量输出波形会产生什么样的差别等,使学生能够对这些比较难以理解的抽象内容有一个直观的认识。如图1单相桥式可控整流电路原理图。
在仿真电路中,更改负载的参数就可以得到不同负载类型,如电阻性负载和阻感负载。对于相位控制的整流电路来说,控制角的相位直接影响输出波形,可以利用MATLAB仿真调整控制角α数值,观测单相桥式整流电路的输出波形,及晶闸管两端的电压、电流的波形图。当α=60°时,各参量输出如图2。
MATLAB软件也可以对一些复杂电路进行模拟仿真,如改变触发角对波形的影响、缺相对波形的影响等等,并对其波形结果进行量化分析研究。通过改变各项输入参数观察其波形变化,从而使学生对电路模型能够熟知和精通,加深印象,改善课堂教学效果。
3.体验式教学
根据卓越工程师培养计划,为提高学生的实践能力,部分课程的实践环节可占总学时的50%,根据“电力电子技术”课程的特点,可将课堂直接搬到仿真实验室、实训基地甚至单位现场。根据现场实际设备结合所学的理论知识进行讲解,加深学生对电力电子技术一些抽象概念的理解,做到理论与实际相结合。
对一些有兴趣的学生,可以组织参加教师的科研实践、学校或省级科技创新计划、全国电子大赛等。很多学生在比赛中获得优异的成绩,取得良好的效果。通过引领学生参与学科竞赛及科技创新活动,使学生对于知识的应用与创新有了完整的体验。
四、结论
电力电子技术在不断地发展,教学内容与方式也要相应地变化。结合教学方法的改革,可引入新的教学内容;理论授课结合仿真、工程案例和实践教学环节,使枯燥的理论变成体验式课程,激发学生的学习兴趣,使学生牢固地掌握电力变换的基本理论和当今电力电子技术发展的新动向,丰富知识面,为今后的工作打下坚实的基础。
关键词:IEET工程认证;电力电子;项目教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)04(c)-0000-00
1前言
中华IEET工程认证学会简称IEET,评估受认证的课程或机构是否符合认证机构的学术或专业标准,通过认证的大学院系毕业生,代表其已具备执行工程专业所需之基础教育,且国内学历将为各会员国所承认,扩大国内毕业生的学历适用地区。
电力电子技术这门课程在“机械电子工程专业人才需求”企业调研活动中,84.66%的毕业生主要从事与电力电子技术课程相关的产品开发与设计工作,一般从事机械工业及维修、电子传动、汽车、车床、电路设计、售后服务,产品检修与分析、产品测试以及产品研发等行业,说明了这门课程的工程认证的必要性。
2教学现状
电力电子技术是一门横跨电力、电子、自动控制三门课程的交叉边缘学科,是利用大功率半导体器件对电能进行变换与控制的专业基础课程。
基于种种原因,以往电力电子技术理论学习难较大,课堂教学将学生置于一种被动地位,不利于学生主动进行知识建构,所以急需一种新的教学模式,以此来吸引学生的关注,加强基础理论与工程实例的结合应用,结合电力电子领域的新技术和工程应用技术,为专业模块化课程“机电传动控制”、“机电产品创新设计”、“工业机器人”、“机电一体化系统设计”,以及复合型课程“电动汽车”、“汽车电器与电子技术”、“电动汽车驱动技术”、“智能装置设计”、“智能家居”做知识储备。
随着各高校教学改革的深入,电力电子技术课程的课时量越来越少,实验学时也不断压缩,同时实体的实验设备极易损坏,软件仿真又不能让学生完全的理解概念。只是仿真,见不到实物,对驱动模块和控制模块没有研究,对课程的学习效果大打折扣。例如:简单的整流桥电路,仿真只要选择模块即可,学生根本不知道做实物整流桥用电力电子器件应该如何搭建,若是选集成的芯片也不知道应该选择哪一个,是半控芯片还是全控芯片,控制引脚该如何连接,芯片需要不需要驱动?这些问题都是软件仿真无法解决的,不是单纯改革实验教学就可以解决的,因此需要一种工程认证的思路来进行教学改革,让学生学有所得。
3 教学改革
3.1IEET理念下教师角色的转变
IEET强调七大核心能力:具备资讯工程相关知识的能力,具备设计与执行实验及分析解释数据的能力,具备工程实务流程规划及资讯软硬体系统整合的能力,具备协调、领导及沟通、整合的能力,具备适应职场变化的能力及持续终身学习的习惯,具备第二外语沟通与表达的能力,具备工程伦理与善尽社会责任的能力。这些不是对教师主导作用的弱化,而是对教师在整个教学活动中的掌控能力、自身的知识水平提出了更高的要求,老师的角色要求既不能一味的灌输知识也不能完全的不干涉,而是要作为一名引路人,为学生设计短期或是长期的学习目标,激励学生寻找到达目标的路径和方法,这就要求理论知识的掌握不仅要有广度还要有深度,并且具备解决问题的能力。例如讲解“电力电子器件”时,应当重视各种器件的外部特性的讲解,从使用角度让学生了解其应用的场合,参数的含义,设置这几个参数的意义。而内部结构和工作原理的详细分析可以让学生自行查阅资料深入了解。介绍国内一些大型企业(“株洲南车时代电气股份有限公司”)的最新电力电子器件―脉冲功率组件、集成门极换流晶闸管,然后让学生自己查资料了解这些器件的具体应用范围,扩展学生的知识面。在讲每一种电量变换电路之前,应当把学生引导到某一个应用场景下,这时学生会主动思考在这种情境下电量要如何变换才能满足应用需求。例如,在讲解整流电路之前,可以先引出大家日常会用到的“手机充电器”的场景。手机充电器是从城市电网当中获得交流电,在充电器内部通过整流电流转化成直流电给手机充电的设备,目前手机充电器的充电时间如何缩短?各种不同型号的手机充电器是否可以通用?又有怎样的缺陷?野外如何充电?没有充电线的情况下又是怎样的充电结构?针对这结问题学生会积极的思考,并且和复合型的课程紧密结合在一起,知识点的讲解也就更显通俗易懂。
3.2运用项目
项目教学法是将传统的学科体系中的章节内容转化为若干个教学项目,围绕项目组织和展开教学,使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。学生在项目实践的过程中,理解知识点的要求,掌握知识点的技能,体验项目建立和实现的艰难与乐趣,培养分析问题与解决问题的能力,建立团队意识和组织协调能力,这正是IEET工程认证理念的完整体现。
恰当设置项目的题目:巧妙的设计题目是项目教学法运用成功的保证,这要求教师平时的知识更新以及积累,才能既涵盖知识点,又符合社会实际需求,所以项目的题目类型要从―跨学科理论验证、校企结合、创新设计等方面入手,题目层次要分明--包括易、适中、难几个难度。例如:A.每一章节可以首先给学生提出一个设计要求,比如在学习逆变电路时,要求设计一个基于SPWM的三相电压型逆变电路,给出具体性能指标,把问题抛给学生,等课堂知识点讲完之后,学生已经有了大体的调剂思路,完成主电路的设计。B.全部课程上完之后的课程设计的项目会与企业需求相结合,完成时间周期长,如“直流脉宽调速系统驱动电源的设计”。C.此外,项目的题目可以跨学科综合,如“模糊控制下家电产品的电子设计”。
项目完成的考核方法:IEET工程认证模式,更关心的是项目完成的过程而不是结果,所以可以以小组讨论的形式来完成考核。教师从项目组织情况、设计思路、设计文档、技术指标、创新性、项目完成情况等各方面来给学生打分,并且可以在小组讨论时,评出组织者、设计能力者、文档编撰者等有不同优势的同学,检测学生技术层面和团队协作层面的差异。
Matlab、Simplorer等仿真软件的应用:随着新技术的发展,目前高校实验室条件跟不上新技术发展的步伐,学生动手做实验的机会少,许多理论需要通过实验来验证,除了项目教学法的运用,采用软件对电力电子进行仿真可以解决这些矛盾。这两个软件强大的协同仿真功能,建模更容易,和实际电路模型极为相似,易为学生所接受
3.3拟解决的关键问题
按照上述设想,本课程拟解决的主要问题如下:
(1)锻炼学生团队协同合作的能力,为各级比赛提供一批有电子设计基础的学生;
(2)设置电力电子技术的课程设计环节;
(3)调整教学大纲;
(4) 通过项目,培养较强的项目开发、设计和建造的能力;
(5)组织兴趣小组进行实际工程项目作业,理论联系实际,加强对理论内容的理解。以社会需求为教学依据,让学生学有所需,学能所用。
3.4实施计划及可行性分析
电力电子技术课程为专业限选课,一般机电专业学生必选,学生数约100人,拟打算在每年的电力电子技术课程中,分别按照教学改革思路进行对照教学,观察其教学效果,具体实施计划如下:
1)去同类独立院校调研,学习他们电力电子技术类课程的建设经验;
2)调研本专业毕业生就业情况;以毕业生就业行业分布,就业难易程度等情况为依据讨论电力电子技术课程建设,并对教学大纲做相应修正;
3)以企业用人需求情况统计表的统计情况,来设置课程项目的题目,决定以下三个方向的题目“电子电工产品生产与加工”、“机电产品开发与设计”以及“企业工程项目管理工作”的侧重点和比例。
4)通过教学日历的完成情况和就业趋势对项目的题目进行微调,令学生自行组织项目合作小组,通过做电力电子技术项目的形式,把课堂理论直接与实践相结合,通过结合实践课程增加学生动手能力、协同合作能力、提高专业素养。
5)对整个教改过程进行总结分析,整合课程项目的题目,根据学生的反馈改进教学方式,为本课程深入教改做准备。
6)作品展示:进行电力电子技术课程的项目实物展示活动,从电力电子的课程项目成品当中,选择具有创新性和实用性的作品进行公开答辩和实物展示,为大学生创新创业项目提供作品,丰富毕业设计作品的内容,也提升了本专业在学校的影响力。
4创新点
特色与创新:
1)电力电子技术是一门理论与实践紧密结合的课程,为了解决理论知识学习难度大的问题,设立项目教学环节。针对理论学科性质拓展了课堂教学的问答环节、实验教学的软件仿真环节、课程设计的项目研发等环节,使该课程教学过程更加生动,使学生主动地学习,加强基础理论与工程实例的结合应用,拓宽学生知识面宽,培养学生创新意识和实践能力,从实践过程中通过项目学习来获取工程能力;
2)形成了校内首个将电力电子技术课程IEET工程模式下的理论与实践相结合的教学模式;
3)本课程所设的项目为“毕业设计选题”、“大学生创新创业的项目”以及“校、企合作的项目”提供了丰富的题目资源,丰富毕业设计作品的内容,也提升了本专业在学校的影响力。
5总结
本论文旨在通过IEET工程认证模式的培养和锻炼,以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。从资讯工程相关知识的能力,设计与执行实验及分析解释数据的能力,工程实务流程规划及资讯软硬体系统整合的能力,协调、领导及沟通、整合的能力,适应职场变化的能力及持续终身学习的习惯,第二外语沟通与表达的能力,工程伦理与善尽社会责任的能力等七个层面达到预定目标。学生可以直接参与本专业的最新应用与工程项目,培养出的学生得到企业的认同,该成果可在独立学院相近专业推广,对本校其它专业也有一定的参考意义。
参考文献:
[1]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2002
[2]刘海波.《电力电子技术》实验教学改革探索与实践[J].实验科学与技术.2012
随着科技不断发展,人类生活水平不断提高,电子电力技术得到推广应用。电子电力技术应用范围扩大,使得我国国民经济发展得到推动。文章分析了电力电子技术发展,以及应用的领域。
【关键词】电子电力 发展应用 应用领域
1 电力电子技术的应用
1.1 一般工业
工业生产中,一般都会使用到各种交流电动机,这些动力设备性能比较好,在,可以提供直流斩波电源,或者提供可控整流电源。但是提供的主体是电力电子装备。众所周知,交流电机变频调速技术是整个电气节能最关键之技术,相对于传统的大型机器而言,使用的是电力电子交流节能技术,将其作为电力驱动电源,可以节能电能达到30%。近年来,随着电力电子技术得以发展,使得交流电性能得以发挥出来,随着社会不断发展,交流调速技术得到广泛应用,逐渐占据市场。
1.2 在电力系统中的应用
当电力系统离开了电力电子技术之后,电力现代化建设将很难实现。电力系统建设发展中,得到了电力电子技术支撑,现代化建设目的得以实现。高压输电是基于发电厂借助变压器,将发电机发出的电压将其升压之后再输出的一种全新方式。高压直流输电端位置以及受电端位置,一般都是使用晶闸管变流装置,这可以避免了大容量以及长距离输送导致电力系统出现损耗问题出现,为输电系统使用奠定技术基础,从而为良好输电提供保障。在配电网系统中,电力电子装置还可以被使用于电能质量控制,例如,使用于闪变、瞬间停电以及电压跌落等等电能质量控制中,更好的保障供电质量。
1.3 交通运输
电子电力技术交通中被广泛使用,DC/DC变换技术被大量使用于地铁、动车以及无轨电车中。在使用中,可以更好的控制无极变速,提升控制质量。在使用中,最常表现在于电气机车中的直流机车选择了整流装置将其作为供电设备。但是,交流机车如果采用了变频装置进行供电,那么需要借助电力电子装置做好电力驱动和和电力控制。例如:直流斩波器被广泛使用于轨道车辆中,常见的磁悬浮列车中电力电子技术使用,这是一项技术要求较好,关键之技术使用案例。其中借助电动汽车将其作为蓄电池,提供能源,需要做好电力驱动控制工作。那么使用蓄电池进行充电,不能离开电源。因此,航海、航空也离不开电子技术。
2 电力电子技术未来的发展
观看技术发展进程中看出,半导体器件使用推动了电子技术得以快速发展。当前晶闸管等电力半导体器件有着重要的角色,尤其是在电力电子技术使用过程中。进入的到79年代之后,半控型晶闸管使用开始有新的改变。之前从低压的小电流逐渐向高压大电流方向发展,而且还研究出大量的电子产品。这些产品被成为电子器件,随着电子技术不断发展,这些产品被广泛使用。因此,被称为第一代电力电子器件,随着电力电子技术不断发展,该技术使用范围不断扩大,将其使用于电子技术理论研究和半导体制造使用,使得工艺水平逐渐提高。我国随后研究出了GTR、GTO、功率MOSFE等等电子器件,这些器件都是全控制型的电子器件,被成为第二代电力电子器件。近年来,随着技术水平不断发展,研究出了绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件,逐渐向响应快、高频率方向发展,这是一个质的飞跃,在我国国民经济发展中具有重要作用,它推动了我国经济不断发展,使得我国电子自动化进程迈进一部。进入90年代之后,电子电力器件发展更快速,逐渐朝复杂化、模块化、智能化、功率集成的方向发展,以此形成了电力电子技术的理论研究、器件开发研制、应用的高新技术领域等,在国际上形成了新的技术热门。目前世界上许多大公司已开发出IPM智能化功率模块,日本三菱、东芝及美国的国际整流器公司已有成熟的产品推出。我国国产的电力半导体器件研究水平相对于西方国家,我国的电力电子技术水平相对较低,我国应该不断创新技术,不断进行研究,提升科研水平,更好的保障经济建设。我国电力半导体器件如果没有跟上社会发展步伐,将会影响我国经济发展水平。因此,我国的电力半导体产业发展任务艰巨。在未来发展中,应该进一步研究使用新材料,提升器件功率以及温度范围,之间降低器件价格,使得器件被使用的范围更广。系统实现集成化,当获得更好的集成化之后,才更好保障系统可靠性和安全性。
3 结束语
综上所述,电力电子技术是一门信息、智力、知识密集型的技术,对该技术掌握对提升我国经济可持续发展有重要作用。从当前的发展前景上看,将半导体器件作为核心技术的电力电子行业,在我国政策支撑下,科研工作深度加深,相信在不久的将来,该技术发展水平会得以提升,更加推动我国经济发展。
参考文献
[1]赵阳,谢少军.高性能传导EMI噪声分离网络及其在电力电子电磁兼容中的应用[J].南京航空航天大学学报,2010(1) .
[2]王成山,高菲.电力电子装置典型模型的适应性分析[D] .中国电机工程学会电力系统自动化专业委员会三届一次会议暨2011年学术交流会议.2011.
[3]王柯,王跃,李明,方雄.电力电子电感的研究[D] .中国电工技术学会电力电子学会第十二届学术年会.
关键词:电力电子技术;应用
中图分类号:F407文献标识码: A
一、电力电子技术的基本概述
(一)电力电子技术的基本涵义
在当前的社会发展过程中,各领域都在进一步的创新科技,在电力电子技术领域的发展尤为显著。电子电子技术也被称为是功率电子技术,这一技术主要就是研究各种的电力电子器件,和与之所构成的能够高效完成对电能转换以及控制的电路以及装置,这一技术不仅是电子学在高电压以及大电流或者是电工领域的分支,同时也是电工学在弱电或者是电子领域当中的分支,总而言之是强弱电结合的新学科。
(二)电力电子技术的作用分析
首先它能够对电能的使用进行优化,在电力电子技术的处理之下,电能的使用能够达到合理以及高效和节约,从而有效的实现电能使用的最佳化。例如对于电力牵引以及工业窑炉等,应用电力电子技术能够达到有效的节能效果。其次是对于我国的传统产业以及发展机电一体化这些新兴的产业有着改造的作用。再者是电力电子技术的高频化和变频技术的发展能够使得机电设备对于工频传统能够突破,从而向着高频的方向进行发展。最后就是电力电子智能化的进展从很大程度上能够把信息处理以及功率处理得到统一,从而使得微电子技术和电力电子技术得到有效的结合这能够对电子技术的改革起到推动性作用。
二、电力电子技术的发展
(一)整流器时代
60 年代到 70 年代,大功率硅整流管和晶闸管占主导地位,这个时期被称为电力电子技术的整流时代,大功率硅整流管和晶闸管也被称为第一代电力电子器件,它们属于半控型器件。利用大功率硅整流器高效地把工频交流电变为直流电,大功率的工业用电由工频交流发电机提供。
(二)逆变器时代
在 70 年代到 80 年代期间,电力电子技术实现了逆变,这个期间称为逆变器时代。世界能源危机爆发,变频调速装置因为节能在工业领域大受欢迎。巨型功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极型晶体管(BJT)、电力场效应管(Power-MOSFET)成为电力电子的主导器件,它们属于全控型器件,通过对门极的控制可使其开通也可使其关断。在开关速度性能上,全控型器件普遍高于晶闸管,可用于开关频率较高的电路。它们属于第二代电力电子器件。
(三)变频器时代
80 年代,功率半导体复合型器件绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)的横空出世,推动了电力电子技术向高频化发展。功率半导体复合型器件集合了驱动功率小、开关速度快、通态压降小、载流能力大的优点,正在向高压、高频和大电流的大规模集成电路技术飞速发展,新型器件的性能也越来越完善,具有了以前难以实现的功能,它们属于第三代电力电子器件,成为电力电子技术发展的里程碑,现代电力电子技术发展的垫基石。
(四)现代电力电子时代
随着工业制造水平的逐步提高,也为了满足人们更高的使用需求,智能功率模块应运而生了。将功率开关器件和驱动电路集成在一起,形成一个整体体积小,重量轻,转化效率高的状态。克服了原来体积庞大的缺点,解决了转化效率低适应负载能力差的难题,提高了供电的灵活性和可控性,而且内部还具有电压、电流和温度保护功能,即使发生负载事故或使用不当,也不会导致智能模块自身受损坏。它们属于第四代电力电子器件。
三、电力电子技术的应用
(一) 一般工业
工业生产中,一般都会使用到各种交流电动机,这些动力设备性能比较好,在,可以提供直流斩波电源,或者提供可控整流电源。但是提供的主体是电力电子装备。众所周知,交流电机变频调速技术是整个电气节能最关键的技术,相对于传统的大型机器而言,使用的是电力电子交流节能技术,将其作为电力驱动电源,可以节能电能达到30%。近年来,随着电力电子技术得以发展,使得交流电性能得以发挥出来,随着社会不断发展,交流调速技术得到广泛应用,逐渐占据市场。
(二)在电力系统中的应用
当电力系统离开了电力电子技术之后,电力现代化建设将很难实现。电力系统建设发展中,得到了电力电子技术支撑,现代化建设目的得以实现。高压输电是基于发电厂借助变压器,将发电机发出的电压将其升压之后再输出的一种全新方式。高压直流输电端位置以及受电端位置,一般都是使用晶闸管变流装置,这可以避免了大容量以及长距离输送导致电力系统出现损耗问题出现,为输电系统使用奠定技术基础,从而为良好输电提供保障。在配电网系统中,电力电子装置还可以被使用于电能质量控制,例如,使用于闪变、瞬间停电以及电压跌落等等电能质量控制中,更好的保障供电质量。
(三)交通运输
电子电力技术交通中被广泛使用,DC /DC 变换技术被大量使用于地铁、动车以及无轨电车中。在使用中,可以更好的控制无极变速,提升控制质量。在使用中,最常表现在于电气机车中的直流机车选择了整流装置将其作为供电设备。但是,交流机车如果采用了变频装置进行供电,那么需要借助电力电子装置做好电力驱动和和电力控制。例如:直流斩波器被广泛使用于轨道车辆中,常见的磁悬浮列车中电力电子技术使用,这是一项技术要求较好,关键之技术使用案例。其中借助电动汽车将其作为蓄电池,提供能源,需要做好电力驱动控制工作。那么使用蓄电池进行充电,不能离开电源。因此,航海、航空也离不开电子技术。
四、电力电子技术未来的发展
观看技术发展进程中看出,半导体器件使用推动了电子技术得以快速发展。当前晶闸管等电力半导体器件有着重要的角色,尤其是在电力电子技术使用过程中。进入的到79 年代之后,半控型晶闸管使用开始有新的改变。之前从低压的小电流逐渐向高压大电流方向发展,而且还研究出大量的电子产品。这些产品被成为电子器件,随着电子技术不断发展,这些产品被广泛使用。因此,被称为第一代电力电子器件,随着电力电子技术不断发展,该技术使用范围不断扩大,将其使用于电子技术理论研究和半导体制造使用,使得工艺水平逐渐提高。我国随后研究出了GTR、GTO、功率MOSFE 等等电子器件,这些器件都是全控制型的电子器件,被成为第二代电力电子器件。近年来,随着技术水平不断发展,研究出了绝缘栅双极晶体管(IGBT) 为代表的第三代电力电子器件,逐渐向响应快、高频率方向发展,这是一个质的飞跃,在我国国民经济发展中具有重要作用,它推动了我国经济不断发展,使得我国电子自动化进程迈进一部。进入90 年代之后,电子电力器件发展更快速,逐渐朝复杂化、模块化、智能化、功率集成的方向发展,以此形成了电力电子技术的理论研究、器件开发研制、应用的高新技术领域等,在国际上形成了新的技术热门。目前世界上许多大公司已开发出IPM 智能化功率模块,日本三菱、东芝及美国的国际整流器公司已有成熟的产品推出。我国国产的电力半导体器件研究水平相对于西方国家,我国的电力电子技术水平相对较低,我国应该不断创新技术,不断进行研究,提升科研水平,更好的保障经济建设。我国电力半导体器件如果没有跟上社会发展步伐,将会影响我国经济发展水平。因此,我国的电力半导体产业发展任务艰巨。在未来发展中,应该进一步研究使用新材料,提升器件功率以及温度范围,之间降低器件价格,使得器件被使用的范围更广。系统实现集成化,当获得更好的集成化之后,才更好保障系统可靠性和安全性。
五、结语
电力电子技术作为经济发展的重要基础,在各个行业中被广泛的应用,对经济的发展有着不可忽视的作用。随着科学技术的不断进步相信电力电子技术会取得更大的突破,从而为国家的建设与发展提供有力的保障。
参考文献:
[1]田瑾. 电力电子技术的发展趋势及应用[J]. 电脑知识与技术,2013,05:1190-1191+1197.
关键词:电力工程;电力电子技术;系统应用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.131
0 引言
通过计算机与信息技术的应用,电力系统实现了电力电子技术的控制,该技术由控制系统、半导体器件和计算机技术组合搭建而成,其目的在于通过强电与弱电的有效组合,实现大功率电力系统向直流电的转化,是为电力系统控制的关键所在。因此,如何加强电力电子技术的研究,使其更好的服务于现代电力系统的发展,对于我国电力事业的可持续发展具有深远的意义。
1 在发电环节中的应用
电力电子技术主要以发电机组的变频调速与励磁控制为其在电力系统发电环节的体现,对于我国以及整个世界范围的情况而言,静止励磁系统为各大型电场发电机组中运用最为常见的一种形式,随着电力电子技术的发展,其逐渐取代了励磁机环节在励磁控制中的应用,并以此实现了静止励磁控制构造的简化、运作成本的降低以及工作性能的提高。与此同时,由于现代电子技术的应用,可迅速有效的调节静止励磁系统的自身运行情况,从而大大提高了整个电力系统的工作效率。
其次,对于发电机组变速恒频励磁而言,电力电子技术也有较为普遍的应用。水利发电系统中,水源头压力与单位时间内水力流动量同时影响着发电机组的运转速度与工作效率, 并且其在风力发电与火力发电中拥有同样的影响作用,因此,通过电力电子技术的应用,可有效调整发电机组转动的励磁电流频率,使其与机组的转速保持一致,以此实现发电机组的最大运作功效。
同时,对于太阳能发电机组的控制系统与发电厂的风机水泵的变频调速中,电力电子技术同样拥有很好的应用效果。太阳能作为当今时代的一种新型能源,其发电技术的发展与应用过程倍受社会关注,并且电力电子技术在其发电系统中的应用效果尤为突出,是为我国乃至世界能源战略目标所在。但是,在实际操作过程中,由于太阳能发电本身拥有过大的功率,应用过程中需用大功率的电流转换器转换其所生产的电能,不仅操作复杂,更是需要投入大量的既有资源,然而,通过电力电子技术的应用,可以很好的将上述问题解决,从意义上可视为现代电力系统的一种技术性革命。电力系统发电过程中,由于发动机组等自身设备同时需要损耗较大的电量,出于能源节约的考虑,在高、低压转换过程中,原有的变频器逐渐被现代化风机水泵变频机所代替,以此大大降低了电流转换过程中的高能耗问题,但是该技术应用目前尚不完善,仍处于不断摸索过程中。
2 在输电环节中的应用
对于高压输电系统而言,电力电子技术的应用对于电力网络的运行稳定性得到了大幅的改善。基于直流输电控制调节灵活、稳定性好及电容量大等特点,因此其在不同频率的联网、海底电缆输电和远距离输电应用中具有明显的优势。高压直流输电过程中的两个交流电网互联目标的实现,通常是以有源逆变和可控整流两种方式进行实施,其不仅可以实现两区域电网非同步互联、远距离输送及大容量电能的需求,而且还可通过控制实现交流系统动态稳定性的提高、低频振荡的抑制与功率紧急援助的目的。柔流输电系统(FACTS)是综合利用现代电力电子技术、微电子技术、通讯技术和现代控制技术对电力系统的潮流和参数进行灵活快速调节控制,增加系统可控度与提高输电容量的交流输电系统。用于配电系统柔流输电技术为用户电力技术CPT,柔流输电技术是一种用于远距离输电的静态电力电子装置,核心是FACTS控制器。基于FACTS产品包括静止无功补偿品、静止调相机、统一潮流控制器、晶闸管可控串联补偿器、静止快速励磁器等。高压直流输电技术等用IGBT等可关断电力电子器件组成换流器,应用脉宽调制技术进行无源逆变,解决了用直流输电向无交流电源的负荷送电的问题。
3 在配电环节中的应用
配电任务的实施,电能质量提高与供电稳定性的加强一直以来都是我们亟待解决的问题,作为配电环节应用电力电子技术最为普遍的系统,应用用户电力技术(Custom Power,亦称DFACTS)是为电力电子技术与现代控制技术结合而成,通过交流输出电系统手段的应用,配电过程中应用用户电力技术可对供电稳定性、输出能力及电能质量得到很好的改善效果,除此之外,柔流输电技术(FACTS)同为配电环节应用较为普遍的一种电力电子技术,与用户用电技术相比,其可视为该技术的姊妹版或缩小版,原理大致相同,目前,两种技术已得到了有效的融合。
4 在节能环节中的应用
4.1 变负荷电动机调速运行
目前,变负荷的风机、水泵采用交流调速在国外居多,在我国还需要进一步推广应用。风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量收到良好的效果,其调速范围广,精度高,效率高,可以实现连续无级调速且在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,可以达到30% 的节电率,缺点就是成本较高,产生高次谐波污染电网。
4.2 减少无功损耗,提高功率因数
在电气设备中,属于感性负载的变压器和交流异步电动机,在运行的过程中是有功功率和无功功率均消耗的设备,作为保证电能质量不可缺少的部分无功电源与有功电源是一样的,所以在电力系统中应保持无功平衡,不然就会系统电压降低、功率因数下降、设备遭到破坏,严重时还会造成大面积的停电事故,为防止这样的事情发生,当电力网或电气设备无功容量不足时,增装无功补偿设备,提高设备功率因数势在必行。
5 结语
基于以上论述,现代电力电子技术在电力系统中的应用研究为一项复杂而漫长的工作,时代在发展,社会在进步,新环境的出现必然会遇到新问题,作为一名现代化电力工程从事者,这就要求我们不断探索,不断实践,在探索与实践过程中实现技术的更新与改进,以此时刻保证控制技术的先进性与实时性,真正实现我国电力系统电力电子技术的多元化与标准化发展方向。
参考文献: